Диссертация (1139634), страница 19
Текст из файла (страница 19)
Трехмерная модель нижней челюсти ссоответствующими костной ткани и имплантатам физико-механическимисвойствами содержала несъемный металлокерамический протез на 6имплантатах длинной 12,5мм и диаметром 3,9мм, как распространенныйвариант несъемного протезирования при полном отсутствии зубов.
Крометого, рассматривался вариант «Все на четырех» с наклоном крайнихимплантатов и пластмассовым зубным рядом несъемного протеза, какнаиболее уязвимый с точки зрения биомеханики. Оптимальная для пациента с136полным отсутствием зубов нагрузка 150Н прикладывалась к фронтальному, атакже к боковому отделу протеза.Результаты конечно-элементного анализа напряжений при приложениинагрузки к фронтальному отделу протеза на 6 имплантатах не выявляютопасений при использовании всех сплавов как в самих протезныхконструкциях и имплантатах, так и в кортикальной и губчатой костной ткани,поскольку величина напряжений в этом случае далека от пределов прочностикости и материалов.
Все же важнейшим отделе челюсти – в пришеечной частиимплантатов – напряжения от титановых имплантатов на четверть выше всравнении с сверхупругими сплавами (9,3МПа против 7,0МПа и 6,9МПавокруг титан-ниобия и никелида титана); разницы между двумя указаннымисверхупругими сплавами нет. В губчатой кости присутствуют небольшиенапряжения до 1,5 МПа.Увеличение напряжений в кортикальной кости при смещении нагрузкив боковой отдела протеза составляет 38-45%, т.е.
напряжения в кортикальнойкости составляют 15,1 МПа для титановых имплантатов, 11,6-12,5 МПа длятитан-ниобиевых и никелид-титановых имплантатов соответственно (разницав напряжениях у титанового имплантата и титан-ниобиевого составляет23,2%, никелид-титанового 17,2% при небольшом превышении на 7,2%напряжений вокруг никелид титанового имплантата в сравнении с титанниобиевым. Видно биомеханическое преимущество титан-ниобия в сравнениис титаном. В губчатой костной ткани напряжения увеличиваются более чем на50,0% в сравнении с нагрузкой фронтального отдела. На 6 имплантатахфункциональная нагрузка бокового отдела не приводит к предельнымнапряжениям кости.Не менее распространенная несъемная конструкция на 4 имплантатахуже вызывает более существенные напряжения в кортикальной кости: от16,1МПа при вертикальной нагрузке титановых имплантатов до 59,6МПа пригоризонтальной, соответственно для сверхупругих имплантатов от 12,3МПадо 43,5МПа.137Более опасная для перегрузки имплантатов ситуация протезирования потехнологии «Все на четырех» в условиях нагрузки фронтального отделапротеза не приводит к явной перегрузке костной ткани, хотя по сравнению сфронтальной нагрузкой напряжения у имплантатов выше не менее, чем на 40%в кортикальной кости и до 25% в губчатой кости.
В то же время в этой моделипри боковой нагрузке у крайних имплантатов степень увеличения напряженийв кортикальной кости в сравнении с фронтальной нагрузкой достигает уже73%, а величина напряжений значительна: 59,6МПа у титановых имплантатови 43,5 МПа у сверхупругих имплантатов. В губчатой костной тканинапряжения в этих условиях сравнимы с пределами ее прочности (около 5МПа по О’Brien). Кортикальная костная ткань имеет двукратный запаспрочности при наличии титановых имплантатов, трехкратный – приимплантатах из эластичных сплавов титана. Таким образом, в довольно частыхситуациях применения малого количества имплантатов под опору протезовпри недостатке костной ткани свойства сверхэластичных сплавов в качествематериаладляимплантатовмогутиметьрешающеезначениедляпрофилактики перегрузки костной ткани, особенно если ее минеральнаяплотность невысока.Относительно самих протезов и имплантатов величина напряжений (до100 МПа при нагрузке бокового отдела протеза) не вызывает опасений вмоделируемыхситуацияхпротезированиянезависимоотматериаловимплантатов в связи с высоким пределом прочности сплавов, хотя напряженияв титановых имплантатах выше в сравнении с эластичными сплавами.При анализе напряжений в несъемном протезе следует отметить, чтопластмассовыйзубнойряднаметаллическомкаркасеопределенноспособствует снижению напряжений в протезе, хотя эти напряжения далекиот предельных относительно используемых материалов.Сравнительный анализ биомеханических исследований подобногодизайна, проведенного другими авторами, показал, что полученныенапряжения располагаются в диапазоне результатов других биомеханических138исследований в разных исходных ситуациях моделирования (максимальныенапряжениявкортикальнойкостиуимплантатоввисследованииФедоровского А.Н.
32,9МПа, Журули Г.Н. 54,0МПа, Бронштейна Д.А.39,0МПа) [61,62,180].Биосовместимость новых сверхупругих сплавов – титан-ниобийцирконийититан-ниобий-танталэкспериментальныхметодов:визученаклеточнойсиспользованиемкультуредвухмезенхимальныхстволовых клеток лошади (МСК) по показателям цитотоксичности и ростовойактивности клеток и при изучении динамики остеоинтеграции приинкорпорации сплавов в нижнюю челюсть животных.
Исследования, такжекак в других разделах работы, проводились в сравнении с титаном иникелидом-титана.Ростовая активность клеток МСК лошади изучалась с использованиемМТТ-теста с фотометрией оптической плотности культуры клеток, изученияжизнеспособностиклетокпримикроскопическомисследованиииспециальной окраске (в том числе в флюорисцентном микроскопе).
Дляобъективизации количественной оценки использовался автоматизированныйсчетчик клеток – пипетка Scepter Millipore для оценки концентрации и размераклеток.При анализе оптической плотности культуры клеток в фотометере послеинкубирования (длина волны 545 нм) контрольный коэффициент оптическойплотности 1.125±0.036;все исследуемые сплавы не имели достоверныхотличий по этому показателю от контроля, что говорит об их нетоксичности,хотя показатели имелю определенную вариабельность в зависимости отсплава. При световой микроскопии монослоя клеток на образцах изисследуемых сплавов в большинстве случаев выявляются плотно сомкнутыефибробластоподобные и полигональные клетки, иногда регистрировалисьдефекты монослоя клеток (округление клеток, отделение от поверхностиобразца,диффундированиевокружающуюсреду),которыенельзярасценивать как свидетельство дегенерации клеток на этом сплаве.
По данным139автоматизированного счетчика клеток в контроле средний объем клетки МСК(pL): 1.99; средний диаметр клетки(µm): 15.6; концентрация (кл/мл): 1.28х105.В присутствии всех сплавов средний объем клеток и диаметр уменьшаются, аконцентрация клеток увеличивается в сравнении с контролем, что говорит нетолько о биосовместимости, но и, возможно, о стимулирующем воздействиититановыхсплавовнамезенхимальныеклетки.В флюорисцентноммикроскопе, как правило, морфология клеток МСК не отличается от контроляв присутствии исследуемых сплавов титна (целостность монослоя, клетки сядрами овальной формы); в единичных случаях обнаружена гибель отдельныхклеток. Таким образом, все сплавы титана, включая сверхупругие, через 96часов инкубации практически не оказывали токсического влияния на клеткиМСК.В эксперименте по остеоинтеграции сверхэластичных сплавов титана иниобия,какиспользованыосновополагающегокролики,условиякоторымподентальнойимплантации,распространеннойметодикеустанавливались в нижнюю челюсть образцы изучаемых сплавов с срокомконтрольного выведения животных из опыта 30 и 90 дней.
В качествемикроскопического исследования образцов челюсти в контакте с сплавамивыбрана сканирующая электронная микроскопия с спектрометром для анализаэлементного состава костной ткани по границе с титановыми сплавами.Установлены остеоинтегративные свойства сверхупругих сплавовтитан-ниобий-тантал и титан-ниобий-цирконий, близкие к таковым у титана иникелида-титана. Если через 30 дней после установки внутрикостныхимплантатов вокруг них отмечалось щель разного размера: от до 25мкм, точерез 90 дней она исчезала вокруг всех сплавов.
Если через 30 дней наповерхность имплантатов во многих участках распространялась волокнистаяткань,поэлементномумикрозондовомуанализусоответствующаясоединительной ткани (углерод 72,5 Вес.%, кислород 13,5 Вес.% на примеретитан-ниобий-циркония),точерез90днейимплантатыполностьюпокрывались минерализованной костной тканью, (кальций 27.3 Вес.%, фосфор14013.8 Вес.%, углерод 29.7 Вес.%, кислород 25.8 Вес.%).Таким образом,остеоинтегративные свойства сверхупругих сплавов титан-ниобий-цирконийи титан-ниобий-тантал практически не уступают титану.Морфологические картины взаимодействия сверхупругих сплавов скостной тканью сопоставимы с данными других исследователей относительнотитана и никелида титана [30,88,119,168,186,222,225,238,286].Проведенные исследования показали, что титан-ниобий-тантал и титанниобий-цирконий не токсичны и подвергаются остеоинтеграции, также кактитан, в то же время обладают более оптимальными качествами дляраспределения напряжений в костной ткани вокруг имплантатов в сравнениис титаном; кроме того, не содержат никель.
Все это позволяет рекомендоватьновые сверхэластичные сплавы для изготовления внутрикостных дентальныхимплантатов с последующей клинической апробацией.141ВЫВОДЫ1. 40% осложнений дентальной имплантации в отдаленные срокиконтроля имеют одну из причин перегрузку костной ткани вокругвнутрикостных имплантатов в связи с биомеханическими недостаткамипротезной конструкции и титановых имплантатов2. При физико-механических исследованиях сверхупругое поведениетитан-ниобиевых сплавов подтверждается малой величиной необратимойдеформации, малым механическим гистерезисом и низким модулем упругостиЮнга3.
В условиях коррозионных испытаний титан-ниобиевые сплавыпроявляют антикоррозионные свойства за счет самопассивации приформированиинаноразмерныхпассивныхпленоквпроцесседеформационных мартенситных превращений расположения элементовсплава4. По данным трехмерного математического моделирования титанниобиевые сплавы, также как никелид титана, способствуют уменьшениюфункциональныхнапряженийвкостнойтканивокругдентальныхимплантатов, обеспечивая трехкратный запас ее прочности, в сравнении сдвукратным при использовании титана. Сверхупругие сплавы не оказываютзначительноговлияниянанапряженно-деформированноесостояниеимплантатов и протеза в связи с большим запасом прочности ихконструкционных материалов5. Титан-ниобий-циркониевый и титан-ниобий-танталовый сплавы,также как титан и никелид титана, не обладают токсичностью при инкубациив их присутствии культуры мезенхимальных стволовых клеток как повлиянию на ростовую активность клеток по данным МТТ-метода, так и поморфологии клеток6.
В эксперименте на животных титан-ниобиевые сплавы, никелидтитана и титан Grade 4 интегрируются костной тканью через 3 месяца с142активной минерализацией вокруг имплантатов по данным элементногомикрозондового анализа.143ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ1. На основании анализа результатов клинического применениявнутрикостных дентальных имплантатов из титана рекомендуется:– строгое соблюдение сроков диспансерных мероприятий у пациентов симплантатамидляпрофилактикивоспалительныхосложненийвпериимплантатных тканях, особенно при увеличении сроков эксплуатациипротезов, наличии пародонтита, неудовлетворительной гигиены рта исоматических заболеваний;– тщательное планирование количества имплантатов и выбор оптимальнойконструкции протеза для профилактики перегрузки костной ткани, особеннопри замещении протяженных дефектов зубных рядов, неадекватной структуреи недостаточном объеме костной ткани челюсти;– применение материалов для внутрикостных имплантатов с физикомеханическими свойствами, приближенными к свойствам костной ткани, вчастности, сверхупругих титан-ниобиевых сплавов.2.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
